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有色金属:深海银光,钛金属入海时机到未?

有色金属2025-03-18王小芃、何能锋五矿证券王***
有色金属:深海银光,钛金属入海时机到未?

深海银光,钛金属入海时机到未? 有色金属 评级:看好 日期:20250319 证券研究报告行业点评 事件描述 2025年3月12日,两会的政府工作报告审定版发布,明确提出“推动商业航天、低空经济、深海科技等新兴产业安全健康发展”,相较3月5日报告的实录版本新增了“深海科技”相关内容,也是其首次被列为国家级未来产业发展重点。 事件点评 2025年两会首次将“深海科技”与商业航天、低空经济并列。深海科技的发展对应着国家的资源与能源安全需求、国际竞争与技术突破、军民融合与战略安全,战略意义和发展潜力极大。2024年中国海洋产业产值达44万亿元 (同比78),海洋工程装备、电力等细分领域高速增长。海洋产业的蓬勃发展给全国船舶及海洋工程产业的发展奠定基础,我们认为,在产业政策引领下有望给钛合金、先进海工用钢、纤维增强复材等材料产业带来一个持续的、大幅度的发展机遇。 分析师王小芃 登记编码:S0950523050002:02161102510 :wangxiaopengwkzqcomcn 分析师何能锋 登记编码:S0950524080001:02161102510 :henengfengwkzqcomcn 行业表现2025318 19 12 5 3 10 17 202432024620249202412 有色金属沪深300 在船舶与海洋工程装备领域,由于钛耐腐蚀、比强度高,是船舰和海洋工程中 最佳的结构材料,因此又被称为“海洋金属”。但是,在海洋工程与船舶、建 筑领域广泛的需求场景中,钛零部件由于制备工艺复杂、成本高昂,使其成为一种高门槛的替代材料。近年中国船舶与海洋工程用钛在需求结构中占比仅37,远不如化工领域50以及航空航天20,技术可行性及经济性成为限制其消费规模扩大的因素。 从长期发展角度,挖掘深海用钛的不可替代场景,是钛材在海洋领域应用实现规模化、产业化的坚实支撑。钛合金具有优良的耐蚀性、高比强等特点,是 海洋工程应用的首选材料。在应用端,深海开发的获益足以支撑大规模使用钛合金成本。同时在产业端,钛产业中上游过剩产能寻求突破口,新型轧制工艺、低成本钛合金的研发,也将推动钛材应用向船舶及海洋工程转移。我们认为未来5年,钛金属消费量有望在船舶及海洋工程领域以1025(CAGR)的速度增长,成为重要应用材料之一。 风险提示:1、下游需求不及预期; 2、价格波动风险。 资料来源:Wind,聚源 相关研究 《减产风云再现,今年铜冶炼厂会减产吗?》 2025317 《铜企五大要素变化趋势与股东回报海外16家年报全扫描》2025313 《USGS2024年数据洞察:产量、储量分化,聚焦关键矿产》2025311 《取消对俄制裁对关键金属的影响分析》 2025310 《极地黄金锑产量将再次缺失,锑价上涨基础继续夯实》202537 《“双供需体系”下,国内锑价景气的草蛇灰 线》202537 《刚果金钴出口熔断,供应集中金属品种的潜在危机》202533 《《铜产业高质量发展实施方案(20252027)》有哪些新看点?》2025217 《有色金属脉动跟踪:再通胀预期升温,金属价格普遍走强》2025120 《特朗普20铜金价格前瞻基于特朗普 10的复盘》2025120 深海科技战略意义极大,发展潜力极大 深海科技的发展对应着国家的资源与能源安全需求、国际竞争与技术突破、军民融合与战略安全,战略意义极大。2020年,中国十九届五中全会已通过《十四五发展规划和2035远 景目标纲要》,明确了经略海洋和建设海洋强国的战略理念,要积极扩展海洋经济发展间,建设现代海洋产业体系,培育壮大海洋装备产业,为海洋及海洋工程经济高质量发展指明方向。 海洋产业发展潜力极大,海洋工程装备制造业和海洋电力业已呈现快速增长的趋势。根据中国海洋经济统计公报,2024年中国主要海洋产业产值约44万亿元,同比78;其中海洋 矿业、海洋油气、海水淡化及综合利用、船舶工业、海洋工程装备制造产值分别为252254233713701032亿元,合计占比1265。海洋产业的全面发展给船舶、海洋工程及装备制造的发展奠定基础,此次两会报告首次将“深海科技”列为国家级未来产业发展重点,有望给钛合金、先进海工用钢、纤维增强复材等材料产业带来一个持续的、大幅度的发展机遇。 图表1:2024中国主要海洋产业产值达437万亿元(单位:亿元)图表2:中国主要海洋产业产值分布结构 资料来源:中国海洋经济统计公报五矿证券研究所资料来源:中国海洋经济统计公报五矿证券研究所 未来钢铁,钛金属入海的优点与卡点 钛金属因其诸多的优异特性而被称为“未来钢铁”、“全能金属”、“第四代金属”,在航天、航空和航海三大领域均有广泛的运用。 在船舶与海洋工程装备领域,由于钛耐腐蚀、比强度高,是船舰和海洋工程中最佳的结构材料,因此又被称为“海洋金属”。海水中含有Na、Mg2、K和Cl等十多种离子的水溶液, 海洋工作环境恶劣,舰艇上以铜和不锈钢制造的管道工作寿命只有25年。而钛在海水、海洋及潮汐环境中均有极好的耐蚀性,耐均匀腐蚀也抗局部腐蚀,零部件寿命不止大幅提高也节省大量维修费用。钛合金在船舶的动力与推进系统如:螺旋桨、喷水推进器、废气冷却器;消防系统如:消防泵、冷却泵、阀门;船舶的热交换器、冷凝器、管路系统等部位获得大量的应用。但是,近年中国船舶与海洋工程用钛在需求结构中占比仅37(仅2020年接近11),远不如化工领域50以及航空航天20。 图表3:钛(Ti):“未来钢铁”、“全能金属”、“第四代金属” 资料来源:钛工业发展宝钛集团腾讯网搜狐网中国青年网中国腐蚀与防护网五矿证券研究所 图表4:2023年钛材在船舶及海洋工程领域消费占比4(单位:吨)图表5:20092023年中国钛材消费总量(单位:吨) 资料来源:钛工业发展五矿证券研究所资料来源:钛工业发展五矿证券研究所 从需求刚性、生产经济性两个维度可以解释钛材需求结构的形成。钛材在极端环境(高温高压腐蚀)下综合性能远超其他材料,具有“不可替代性”,从而占据高附加值细分市场。2010 年至今,航空航天由于军民市场规模的扩大,钛材需求占比也从不足10稳步增长到20。而在化工领域,钛材防腐蚀效应较好,但价格又低于贵金属,兼具性能和成本。当钛材与铜、镍、不锈钢等材料的价格相近时,钛因其优异性能更具应用吸引力,替代效应则愈发明显,需求占比长期在50左右。 但在海洋工程与船舶、建筑领域广泛的需求场景中,钛零部件由于制备工艺复杂、成本高昂,使其成为一种高门槛的替代材料,仅在传统材料无法满足需求时被选择,属于“被动替代”,技术可行性及经济性成为限制其消费规模扩大的因素。2023年中国钛材在船舶及海洋工程消费占比为409,相比2022年的573还有小幅下降。 图表6:2023中国钛材应用领域以化工503、航空航天197为主 资料来源:钛工业发展五矿证券研究所 图表7:铁、铝、钛中间产品的价格对比 中间产品 产品价格 (元吨) 对比精矿价差(元吨) 产品价格 (元吨度) 对比精矿价差 (元吨度) 价格倍数 (倍吨度) 钛精矿Ti50适用高钛渣 2600 52 高钛渣TiO290min中国出厂 6800 4200 76 24 15 四氯化钛TiCl49999min中国出厂 5760 3160 海绵钛Ti996 48500 45900 487 435 94 钛锭TA2Ti999 54500 51900 546 494 10 钛板:13mm 93500 90900 936 884 18 纯钛无缝管:2025 126000 123400 1261 1209 24 钛锻件(棒、饼、环) 274500 271900 2748 2696 53 钛精铸件 317400 314800 3177 3125 61 铝土矿Ai5560 553 10 氧化铝985min中国出厂 3295 2742 33 23 33 电解铝原铝铝锭Ai997 20900 20347 210 200 21 铝合金锭:A380 21500 20947 215 205 21 铁矿:62Fe 780 13 铸铁 3000 2220 30 17 23 资料来源:Wind钢联数据宝钛股份五矿证券研究所 苛刻的海洋环境对新材料提出了更多的严苛要求,海洋工程材料产品面对的状况远比陆、空情况更为复杂。海洋工程材料要面对海浪冲击、压力交变,另外随着海洋深度的变化,海水的盐度都发生了很大的变化,对装备材料的力学性能、耐蚀性和工艺性都提出了特殊要求。 根据中国船舶重工集团,海洋工程材料应满足“四超”要求:1)“超高”性能:高强度、高模量、高韧性;2)“超轻结构”:降低结构重量、提高有效负载和适用性能;3)“超耐”环境:耐蚀、耐温、耐久;4)“超前”功能:海洋工程的材料在海中使用期限都非常长,前沿材料技术是材料创新发展的主要方向和装备升级换代的重要支撑。 在实际的应用场景及装备研发时,厂商利用钛合金优点的同时也需要关注其缺点。比如,钛的生物相容性极好,适合开发为医疗用钛合金,但当作为海水管路使用时,藤壶、石灰虫也 喜欢附着在钛合金上附着,虽然不会令海水管路腐蚀,却会令其排水性能下降。再如,钛及其合金属于高价的正电位,高于常用的钢、铝、铜金属。海洋工程用材是综合性材料,钛合金与电位较低金属如铜、铝接触时,容易造成后者的加速腐蚀,因此通过需要对钛合金设备进行表面防护来防止电偶腐蚀。 中国在海洋工程高端用钛方面还有许多核心技术尚未掌握,总体上处于起步阶段。根据《深海载人装备耐压结构用钛合金应用现状与展望》,全球只有俄罗斯、美国和中国进行专门的船 用钛合金研究,并拥有船用钛合金体系,已先后开发出50种左右海洋工程用钛合金,主要应用于舰船和深潜器,海上石油天然气勘探和开发、海水淡化装置和滨海电站、滨海建筑与设施等4个主要领域。中国在海绵钛、钛材产量位居世界首位,但在基础研究、钛材生产技术、应用领域、设计与应用环境仍有较大差距。 图表8:重点船舶与海洋工程对新材料的具体要求 重点方向应用工况及要求新材料要求 深海工程深海装备 工况:深度大、水压高、压力交变;壳体:高强、高刚、高韧;以钛合金为主树 要求:安全稳定可靠、质量轻、寿期脂复合材料轻质高强高模量AI基复合材料 核动力破冰船 长、成本低 两极:43低温、坚冰、浮冰; 防护材料:长效、环境有好 壳体:优异的低温性能 关键零部件:降低重量和提高耐腐蚀性;结构 全球海域 极地科考船 全球海域:环境多变、腐蚀条件、多以低温钢为主钛局部结构件树脂复合材料 北极航道 南极资源开发样性 防护材料:耐低温、耐碰撞、长效、环境友好 重大工程设施 深海养殖油气平台浮式船坞浮式岛礁 海洋信息采集云环境大数据,实现智慧经略海洋 服役时间超长,腐蚀和污损严重;结构稳定、抗台风等恶劣海况 主体材料:钢复合材料等 关键构件:降低重量,提高寿命(钛复合材料等) 防护材料及技术:期效超长,环境友好 适应电子信息系统、期效超长、防护新技术、 智慧海洋 海洋电子信息系统海底光缆 信息设备:因导电而防护要求特殊、功能型材料(钛绳索、钛接头等)防腐蚀期效长 资料来源:《船舶海洋工程新材料发展的机遇与挑战》姜健伟著五矿证券研究所 挖掘深海用钛的不可替代场景,作为产业化支撑 从长期发展角度,挖掘深海用钛的不可替代场景,是钛材在海洋领域应用实现规模化、产业化的坚实支撑。 海洋深潜场景中,钛合金已成为国内外载人潜水器耐压壳体的首选材料。根据《深海载人装备耐压结构用钛合金应用现状与展望》,由于钛合金比强度相对结构钢更高,因此同等水深可 设计出容重比更低的载人舱耐压壳体,从而增加舱内空间、提高作业效率以及增加搭载人数。从20世纪50年代至今,国内外作业潜深可达2000米的载人潜水器机器载人舱壳体,大多用采用钛合金制造。 在军事领域,使用钛合金制造潜艇则有多方面的优点:1)钛合金硬度极高,能支持潜艇下潜到钢铁外壳潜艇无法企及的深度;2)钛合金抗